西門(mén)子連接器6ES7972-0BB42-0XA0

通信功能

數(shù)據(jù)通訊用于可編程序控制器之間(如 PROFIBUS FMS) ,，或一臺(tái)可編程序控制器與智能伙伴（工控機(jī)、P C等）之間的數(shù)據(jù)交換,。

下面的通訊功能可用于此目的：

PG/OP 通信

包括集成的通訊功能,，它用于 SIMATIC，以便與 HMI 設(shè)備（例如 TP/OP）和 SIMATIC PG編程器（STEP 7）交換數(shù)據(jù),。 編程器/OP 通訊由 MPI,、PROFIBUS 及工業(yè)以太網(wǎng)支持,。

S7 路徑選擇

利用S7路由選擇， PG/OP通訊可用于網(wǎng)絡(luò)之間,。

S7 通信

S7 通訊是 SIMATIC S7/C7 內(nèi)優(yōu)化的集成通訊功能,。 用于連接 PC 與工作站。 每個(gè)作業(yè)的用戶數(shù)據(jù)量大為 64K 字節(jié),。 S7 通訊為所有網(wǎng)絡(luò)提供簡(jiǎn)單,、功能強(qiáng)大的通訊服務(wù)以及與軟件接口無(wú)關(guān)的網(wǎng)絡(luò),。

S5 可兼容通信（發(fā)送/接收）

S5 兼容通訊（發(fā)送/接收）能使 SIMATIC S7/C7 與現(xiàn)有的系統(tǒng),，特別是 SIMATIC S5,SIMATIC S7通訊，經(jīng)過(guò) PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng),，也可與 PC 通訊,。

標(biāo)準(zhǔn)通訊

這包括標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議,。

• PROFIBUS-FMS（現(xiàn)場(chǎng)總線信息規(guī)范）

適合于幾個(gè)工作站（多16個(gè)）范圍內(nèi)的不同制造商提供的不同自動(dòng)化系統(tǒng)（如PLC， PC）之間的通訊,。 可以與裝有FMS接口的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通訊,。

由于FMS READ， WRITE和INFORMATION REPORT服務(wù),， 應(yīng)用程序可以讀或?qū)懺L問(wèn)對(duì)方的變量或?qū)⒆砸训淖兞恐祩魉徒o通訊伙伴,。 支持對(duì)變量值的部分訪問(wèn)。 通訊通過(guò)非循環(huán)連接 （主/主,， 主/從）,， 帶從動(dòng)或循環(huán)連接的非循環(huán)連接 （主/從） 進(jìn)行處理。 利用 INFORMATION REPORT服務(wù),，允許通過(guò)廣播服務(wù)向所有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息 。 此外,， 可以啟動(dòng)FMS IDENTIFY （請(qǐng)求伙伴的識(shí)別特性） 和 STATUS （請(qǐng)求伙伴的狀態(tài)） 服務(wù),。

OPC 服務(wù)器

OPC（OLE for Process Control，用于過(guò)程控制的 OLE）的基本原理是,，OPC 客戶應(yīng)用程序可以通過(guò)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)/開(kāi)放式的多供應(yīng)商（multi-vendor）接口,，與 OPC 服務(wù)器進(jìn)行通訊。

IT 通訊可通過(guò) OPC XML DA 接口實(shí)現(xiàn),。

OPC 服務(wù)器,，在通訊軟件的供貨范圍內(nèi)

系統(tǒng)連接

對(duì)于許多數(shù)據(jù)終端來(lái)說(shuō)，可使用集成通訊功能的通訊處理器（CP）,，以減輕數(shù)據(jù)終端的通訊任務(wù)負(fù)荷（例如流量控制,，模塊化等）

工業(yè)以太網(wǎng)是基于IEEE802.3(Ethernet)的強(qiáng)大的區(qū)域和單元網(wǎng)絡(luò)。利用工業(yè)以太網(wǎng),，SIMATICNET提供了一個(gè)無(wú)縫集成到新的多媒體世界的途徑,。繼10M波特率以太網(wǎng)成功運(yùn)行之后,，具有交換功能，全雙工和自適應(yīng)的100M波特率快速以太網(wǎng)(FastEthernet,，符合IEEE802.3u的標(biāo)準(zhǔn))也已成功運(yùn)行多年,。工業(yè)以太網(wǎng)是電力通信和電網(wǎng)信息化*的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，而工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)在其中更是扮演了重要的角色,，現(xiàn)在讓大家了解一下工業(yè)以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ),。

一、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
拓?fù)涫蔷W(wǎng)絡(luò)中電纜的布置,。*,，EIA-485或CAN采用總線型拓?fù)洹５诠I(yè)以太網(wǎng)中,，由于普遍使用集線器或交換機(jī),，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星型或分散星型。

二,、接線
工業(yè)以太網(wǎng)專(zhuān)題">工業(yè)以太網(wǎng)使用的電纜有屏蔽雙絞線(STP),、非屏蔽雙絞線(UTP)、多?；騿文９饫|,。10Mbps的速率對(duì)雙絞線沒(méi)有過(guò)高的要求，而在100Mbps速率下,，推薦使用五類(lèi)或超五類(lèi)線,。
光纖鏈接時(shí)需要一對(duì)，常用的多模光纖波長(zhǎng)為62.5/125μm或50/125μm,。與多模光纖的內(nèi)芯相比,，單模光纖的內(nèi)芯很細(xì)，只有10μm左右,。通常,，10Mbps使用多模光纖，100Mbps下,，單模,、多模光纖都適用。
三,、接頭和連接
雙絞線接頭中RJ-45較常見(jiàn),，共兩對(duì)線，一對(duì)用于發(fā)送,，另一對(duì)用于接收,。在媒介相關(guān)接口(MDI)的定義中，這四個(gè)信號(hào)分別標(biāo)識(shí)為RD+,，RD-,，TD+,，TD-。
一條通信鏈路由DTE(數(shù)據(jù)終端設(shè)備,，如工作站)和DCE(數(shù)據(jù)通訊設(shè)備,，如中繼器或交換機(jī))組成。集線器端口標(biāo)識(shí)為MDI-X端口表明DTE和DCE可以使用直通電纜相連,。假如是兩個(gè)DTE或兩個(gè)DCE相連,，可以采用電纜交叉的方法或直接利用集線器提供的上連端口(電纜不要交叉)。
光纖接頭有兩種,，ST接頭用于10Mbps或100Mbps;SC接頭于100Mbps,。單模纖通常使用SC接頭。DTE與DCE之間的連接只需依照端口的TX,、RX標(biāo)識(shí)即可,。

四、工業(yè)以太網(wǎng)與普通商用以太網(wǎng)產(chǎn)品

　　什么是工業(yè)以太網(wǎng)?技術(shù)上,，它與IEEE802.3兼容,，但設(shè)計(jì)和包裝兼顧工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用的要求。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)計(jì)者希望采用市場(chǎng)上可以找到的以太網(wǎng)芯片和媒介,，兼顧考慮工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的特殊要求,。首先考慮的是高溫、潮濕,、震動(dòng),。第二看是否能方便地安裝在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制柜內(nèi)。第三是電源要求,。許多控制柜內(nèi)提供的電源都是低壓交流或直流,。墻裝式電源裝置有時(shí)不能適應(yīng)。電磁兼容性(EMC)的要求隨工業(yè)環(huán)境對(duì)EMI(工業(yè)抗干擾)和ESD(工業(yè)抗震)要求的不同而變化?，F(xiàn)場(chǎng)的安全標(biāo)準(zhǔn)與辦公室的*不同,。有時(shí)需要的是惡劣環(huán)境的額定值。工廠里采用的可能是工業(yè)控制柜標(biāo)準(zhǔn)而樓宇系統(tǒng)采用的往往是煙霧標(biāo)準(zhǔn),。顯然低價(jià)的商用以太網(wǎng)集線器和交換機(jī)無(wú)法達(dá)到這些要求。

　　五,、速度和距離

　　討論共享型以太網(wǎng)的距離,，不能忽略碰撞域(CollisionDomain)的概念。

　　共享型以太網(wǎng)或半雙工以太網(wǎng)的媒體訪問(wèn)是由載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)/碰撞檢測(cè)(CSMA/CD)確定的,。在半雙工的通訊方式下,，發(fā)送和接收不能同時(shí)進(jìn)行，否則數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)生碰撞,。站點(diǎn)發(fā)送前,，首先要看是否有空閑的信道,。發(fā)送時(shí)，站點(diǎn)還會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)收聽(tīng),，確保在這一時(shí)間內(nèi)沒(méi)有其它站點(diǎn)在進(jìn)行同步傳送,，終本站發(fā)送成功。反之,，發(fā)生碰撞,，源站點(diǎn)發(fā)送阻塞信號(hào)加強(qiáng)碰撞。競(jìng)爭(zhēng)站點(diǎn)延遲后(延遲時(shí)間由算法確定,，是隨機(jī)的)重試,。在這種機(jī)制下CONTROLENGINEERINGChina版權(quán)所有，所有站點(diǎn)和所有集線器都必須在同一碰撞域內(nèi),。

　　對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)來(lái)說(shuō),，10Mbps和100Mbps是的。在10Mbps,，全部采用雙絞線的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中,，與距離有關(guān)的概念有兩個(gè)，即網(wǎng)段(Segment)和網(wǎng)絡(luò)范圍(NetworkDiameter),。前者指連接兩個(gè)設(shè)備(集線器,、交換機(jī)或主機(jī))的距離，后者指網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備之間的距離,。不管是10Mbps或100Mbps的網(wǎng)絡(luò),，網(wǎng)段的遠(yuǎn)距離不能超過(guò)100米?？紤]網(wǎng)絡(luò)延伸用的規(guī)則就是5-4-3規(guī)則(僅僅針對(duì)10Mbps中繼器),。規(guī)則的內(nèi)容如下：一個(gè)網(wǎng)絡(luò)多有五個(gè)網(wǎng)段，四個(gè)中繼器,，不多于三個(gè)的混合網(wǎng)段,。混合網(wǎng)段指的是同軸總線網(wǎng)段(已淘汰),。

由于雙絞線網(wǎng)段的遠(yuǎn)距離是100米,，大網(wǎng)絡(luò)(網(wǎng)絡(luò)范圍)就是500米。光纖網(wǎng)段的遠(yuǎn)距離可達(dá)2公里,，但I(xiàn)EEE802.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,，使用光纖，級(jí)聯(lián)數(shù)多不能超過(guò)3個(gè),，且網(wǎng)絡(luò)末端需使用雙絞線,，中間的兩個(gè)為光纖網(wǎng)段并保證每個(gè)網(wǎng)段不超過(guò)1公里。這樣，整個(gè)光纖網(wǎng)段長(zhǎng)度限制在2公里,。5-4-3規(guī)則對(duì)100Mbps是不適用的,。建議使用100Mbps交換機(jī)。

　　六,、集線器和交換機(jī)

　　中繼型集線器(集線器)集線器是構(gòu)成以太網(wǎng)拓?fù)涞幕驹O(shè)備,，為多端口設(shè)備，有四,、八,、十二口等，可級(jí)聯(lián)構(gòu)成分散星型拓?fù)?。集線器均符合IEEE802.3中繼單元要求,。這些要求包括前導(dǎo)碼生成、對(duì)稱(chēng)和幅度補(bǔ)償,。中繼器必須對(duì)信號(hào)再定時(shí),，這樣收發(fā)器和電纜引起的信號(hào)抖動(dòng)不會(huì)在多網(wǎng)段傳播時(shí)累積。這些設(shè)備能偵測(cè)出不完整的數(shù)據(jù)包和沖突,，并產(chǎn)生一個(gè)阻塞信號(hào)相作用,。它們還會(huì)自動(dòng)隔離有問(wèn)題的端口以維持網(wǎng)絡(luò)正常工作。

　　接口轉(zhuǎn)接器另一系列產(chǎn)品是接口轉(zhuǎn)接器,，有時(shí)稱(chēng)為收發(fā)器,。它們將一種媒介轉(zhuǎn)為另一種媒介。重要的轉(zhuǎn)換是雙絞線至光纖的轉(zhuǎn)換,。由于很多集線器沒(méi)有光纖端口,，接口轉(zhuǎn)接器就是用來(lái)支持網(wǎng)絡(luò)中光纖的應(yīng)用的。這些設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中是透明,。端口不存儲(chǔ)幀也不檢測(cè)碰撞,，只是將一種媒介轉(zhuǎn)為另一端兼容的信號(hào)。

　　交換型集線器(交換機(jī))交換型集線器可以取代中繼型集線器并改善網(wǎng)絡(luò)的性能,。與物理層設(shè)備-中繼型集線器不同,，交換型集線器實(shí)際上是連接兩個(gè)數(shù)據(jù)鏈路的網(wǎng)橋，也就是說(shuō)碰撞域在每個(gè)交換機(jī)端口進(jìn)行了終結(jié),。所以,，增加了交換機(jī)就擴(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)地理上的范圍，級(jí)聯(lián)交換機(jī)可以大規(guī)模地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展交換機(jī)比中繼型集線器復(fù)雜,。雙絞線端口自動(dòng)與附屬端口進(jìn)行速率協(xié)商(10Mbps還是100Mbps),。流量控制功能也通過(guò)協(xié)商進(jìn)行。全雙工網(wǎng)段采用PAUSE方案,，半雙工網(wǎng)段通常采用backpressure方案。交換機(jī)讀取一個(gè)完整的幀并察看其源地址后就能查出所連以太網(wǎng)設(shè)備的端口位置。交換機(jī)隨即產(chǎn)生一張端口地址表格并維護(hù)表的內(nèi)容,。從這時(shí)起,，網(wǎng)絡(luò)通信僅限于與本次傳送有關(guān)的端口。由于同步的傳送無(wú)需任何操作即可在這些端口上實(shí)現(xiàn),，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量提高了,。表的內(nèi)容會(huì)根據(jù)連接信息的變化自動(dòng)刷新。

　　如果某個(gè)端口收到的信息需廣播發(fā)送,、群組發(fā)送或發(fā)送地址不詳,，交換機(jī)會(huì)自動(dòng)把信息發(fā)至所有端口。與中繼型集線器不同,，這兒有多個(gè)碰撞域存在,，每個(gè)碰撞域必須遵守上述的規(guī)則。

　　中繼集線器可以與交換機(jī)端口相連,。如果網(wǎng)絡(luò)中都是交換機(jī)CONTROLENGINEERINGChina版權(quán)所有,，則雙絞線網(wǎng)段保持100米，但級(jí)聯(lián)沒(méi)有限制,。在使用光纖前必須先注明是半,、全雙工。中繼型集線器與交換型集線器的對(duì)比顯然,，交換機(jī)的性能比集線器提高一些,，但集線器的優(yōu)點(diǎn)是，容易理解,，在任何一個(gè)端口都可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分析儀觀測(cè)數(shù)據(jù)通訊,。交換機(jī)則必須在某個(gè)端口實(shí)現(xiàn)廣播發(fā)送方能測(cè)量。作為網(wǎng)橋,，交換機(jī)存儲(chǔ),、轉(zhuǎn)發(fā)整個(gè)數(shù)據(jù)幀并引起了數(shù)據(jù)的延遲。集線器接收網(wǎng)絡(luò)信號(hào)沒(méi)有數(shù)據(jù)延遲,。交換機(jī)級(jí)聯(lián)還增加延時(shí),，因此，集線器和交換機(jī)在工業(yè)以太網(wǎng)專(zhuān)題">工業(yè)以太網(wǎng)中各有各的應(yīng)用場(chǎng)合,。

　　七,、半雙工、全雙工

　　半雙工意味著同一媒體的發(fā)送和接收是異步進(jìn)行的,。全雙工則相反,，有單獨(dú)的發(fā)送和接收通路。全雙工鏈路是擴(kuò)展快速以太網(wǎng)(100Mbps)的關(guān)鍵,。全雙工的鏈接網(wǎng)段不能超過(guò)兩個(gè)設(shè)備,，可以是網(wǎng)卡或交換機(jī)端口,。注意：不是中繼型集線器端口，集線器沒(méi)有全雙工模式,。這是因?yàn)榧€器是碰撞域的一部分CONTROLENGINEERINGChina版權(quán)所有,，它會(huì)加強(qiáng)其它端口接收的碰撞。只有兩塊網(wǎng)卡時(shí)可以實(shí)施全雙工通訊,，多于兩塊網(wǎng)卡時(shí)的全雙工方式,，必須考慮交換機(jī)。

　　10BASE-T,、10BASE-FL有單獨(dú)的發(fā)送和接收通路,，根據(jù)網(wǎng)卡或交換機(jī)端口的復(fù)雜性，可以執(zhí)行全雙工,。如果這些接口配置在半雙工方式下,，接收、發(fā)送的同步偵測(cè)會(huì)觸發(fā)碰撞的偵測(cè),。同樣的接口設(shè)置成全雙工,，由于全雙工并不遵從共享型CSMA/CD規(guī)則，碰撞檢測(cè)會(huì)被禁止,。

　　全雙工鏈接的配置要正確,。當(dāng)站點(diǎn)配置在全雙工方式下，站點(diǎn)或交換型集線器的端口以忽略CSMA/CD協(xié)議的方式發(fā)送幀,。如果另一端設(shè)置在半雙工方式下,，它會(huì)偵測(cè)出碰撞并引發(fā)其它問(wèn)題出現(xiàn)，如CRC出錯(cuò),，網(wǎng)絡(luò)的速度下降,，快速以太網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)消失。

　　如前所述,，由于碰撞的原因,，100Mbps下的網(wǎng)絡(luò)范圍有所縮小。對(duì)于雙絞線網(wǎng)段和交換端口來(lái)說(shuō),，網(wǎng)段的長(zhǎng)距離是100米(在碰撞域范圍內(nèi)),。問(wèn)題是在光纖端口上，對(duì)于多模光纖來(lái)說(shuō),，網(wǎng)段的長(zhǎng)度是2公里;對(duì)于單模光纖來(lái)說(shuō),，是15公里。半雙工方式下,，受碰撞域限制,，網(wǎng)段距離為412米。因此,，只有在全雙工模式下(CSMA/CA被忽略),，光纖網(wǎng)段的延伸才能達(dá)到極限,。快速以太網(wǎng)方式下,，推薦使用交換機(jī)技術(shù),。快速以太網(wǎng)下的光纖端口,，建議使用全雙工。

 西門(mén)子連接器6ES7972-0BB42-0XA0

對(duì)于診斷中繼器的拓?fù)溥B接特性,，首先是級(jí)聯(lián)深度也是9個(gè)中繼器,，且每個(gè)級(jí)聯(lián)的診斷中繼器接線方式請(qǐng)參考手冊(cè)，這里不再附圖,。但注意每個(gè)中繼器的DP2/DP3網(wǎng)段可以診斷的zui遠(yuǎn)距離是100米,，有的電纜只能達(dá)到80米。

另外,，診斷中繼器的DP2/DP3網(wǎng)段中不能連接分支電纜（spur line）,。

圖3 DP網(wǎng)段上不能有分支電纜

且同一診斷回路上不能有兩個(gè)診斷設(shè)備，即兩個(gè)帶診斷功能的接口不能連接在一起（圖4）,。

圖4 診斷回路的錯(cuò)誤連接方式

關(guān)于隔離和接地的特性：
1) DP2,、DP3和PG接口之間沒(méi)有電氣隔離，DP1,、電源和它們之間是電氣隔離的,，且PE和“地”之間是隔離的。
2) 如果系統(tǒng)希望是“浮地”的,，則要求使用“浮地”的電源,。但不管什么情況PE都必須是接地的。

網(wǎng)絡(luò)中終端電阻的設(shè)置以及診斷中繼器面板上的終端電阻的設(shè)置請(qǐng)看參考下圖：